基于51单片机的烟雾和温湿度检测控制系统仿真（智能防火系统，火灾报警灭火系统）

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基于51单片机的光照及温湿度检测报警控制系统
由STC89C52单片机+LCD1602液晶显示屏+ADC0832模块+蜂鸣器+DHT11温湿度传感器 +烟雾传感器+LED+按键构成

具体功能：
1、LCD1602液晶第一行显示当前的烟雾值，第二行显示当前的温度和湿度值；
2、可以设置烟雾、温湿度上下限报警值。共4个按键：复位按键、减键、加键、设置键；设定的参数具有掉电保存，保存在STC单片机的内部，上电无需重新设置；
3、当烟雾值高于设定的报警值或温度湿度超出上下限范围，蜂鸣器和指示灯会发出声光报警；
4、当温湿度值低于或高于设定的范围时，相应的指示灯亮，蜂鸣器报警；
5、当同时满足烟雾过高、温度过高、湿度过低三个条件时，控制继电器吸合，以实现电机转动，表示灭火。

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protues仿真

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AD原理图

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论文部分内容

为了实现实时温度、湿度、烟雾显示，及时报警，以降低火灾危害，本文将实现以下设计需求：
（1）精确、实时的检测别墅内的温湿度及烟雾值；
（2）直接、清晰明了的显示测得的温湿度值及烟雾浓度值；
（4）能够实现防火自动报警报警；
（5）操作简单、功能完善、精确度高。
具体如图2-1所示。

如图是本系统的硬件设计方案，具体地，硬件电路由以下模块构成：
（1）单片机最小系统。用于驱动和控制其他模块，以实现整体功能，其以STC89C51单片机为核心芯片，并辅以复位电路和晶振电路。
（2）信号采集电路。负责采集需要监测的数据，本设计中的信号采集电路由温度采集电路和烟雾采集电路、红外采集电路构成。
（3）AD转换电路。由ADC0832模块构成，其与传感器和单片机芯片相连，负责将模拟值转换为数字量，并发送给单片机。
（4）按键和显示电路。显示电路用于显示相关数据，按键电路用于控制芯片实现相关功能，直接与单片机相连。

根据本文设计需求，在第三章硬件电路设计的基础上，需要通过软件编程实现的具体功能：
（1）驱动各个模块工作，实现温度的采集与显示，实现烟雾浓度的采集与AD转换显示；
（2）按键设置功能。实现温湿度报警阈值设置、烟雾报警阈值设置、电机驱动等功能；
（3）报警功能实现。实现温度温度过高、温度过低、湿度过高、湿度过低、烟雾浓度过高的声光报警；
（4）继电器控制电机。当同时满足烟雾过高、温度过高、湿度过低三个条件时，控制继电器吸合，以实现电机转动，表示灭火。其设计流程如图所示。

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仿真结果

（1）温湿度值与烟雾值的显示
开始仿真后，系统上电稳定后，单片机开始工作，LCD160显示屏显示如图5-3所示的测得的温度值、烟雾值及湿度值。仿真电路显示稳定，能够实现温湿度值和烟雾值的精确显示。

（2）温湿度报警阈值和烟雾报警阈值的设置
接着，我们按下按键“调节”开始设置温度报警阈值，通过“加键”和“减键”可以实现温度、湿度、烟雾上下限值的加减设置，如图5-4所示是温度上下限值设置界面。

（4）火灾自动报警
接着，我们将测得的温度调至44℃，由于已经超过了温度报警阈值，系统开始报警。如图5-5所示是温度报警的情况，具体地，报警时，温度过高指示灯亮，蜂鸣器响起。

（5）自动灭火
当同时满足烟雾过高、温度过高、湿度过低三个条件时，控制继电器吸合，以实现电机转动，表示灭火。具体如图5-6所示。

经过以上一系列的仿真测试，本文设计的“基于51单片机的智能家居控制系统”能够完成了2.1节的系统需求，具体仿真实现了以下功能：
（1）温湿度值测量及显示稳定、精确；烟雾值测量及显示稳定、精确；
（2）可以通过按键设定温湿度报警阈值，且测得的温湿度超过设定的阈值时，报警指示灯闪烁，蜂鸣器报警；可以通过按键设定烟雾报警阈值，且测得的烟雾浓度超过设定的阈值时，烟雾报警指示灯闪烁，蜂鸣器报警；
（3）当同时满足烟雾过高、温度过高、湿度过低三个条件时，控制继电器吸合，以实现电机转动，表示灭火。